CN105319614A - 抗反射结构及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗反射结构及电子装置，该抗反射结构包括：一基板，包括一平坦部以及设置于该平坦部上的一凸出部，其中该凸出部与该平坦部为一体成形的；以及一涂层，设置于该基板上，顺应地覆盖该凸出部与该平坦部。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学结构，且特别是涉及一种抗反射结构，其适用于如显示器及太阳能电池等多种电子装置的应用，用于提供抗反射(anti-reflection)与抗污(anti-smudge)等功能。
背景技术
当于明亮的环境光环境下使用如移动电话的电子装置时，在屏幕的环境光的反射情形具有极大的破坏性，进而使得使用者难以阅读屏幕上的内容。除了上述情形外，环境光的反射可以发生在许多其它的电子装置的受光表面，例如是电视、显示器或太阳能电池等其它电子装置的表面处，进而造成了使用者的不方便阅读情形或更为劣化电子装置的电性操作表现。
因此，在传统技术中，一般采用了抗反射涂层(anti-reflectioncoating)技术以解决上述的环境光的反射问题。抗反射涂层技术通常于一真空腔室之内涂布一层或一层以上的抗反射薄膜涂层于一透光基板的表面上，以用于减少光反射的破坏性干扰情形。然而，由于抗反射涂层通常形成于接触外界环境的一基板表面上，因此抗反射涂层通常具有较差的机械特性，故于长时间的使用后，容易受到环境中的脏污以及使用者的操作的影响，而造成抗反射涂层的毁损与污损等不良情形而影响了整体装置的使用寿命。因此，便需要机械强度较强且抗脏污的一种抗反射结构。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种抗反射结构，包括：一基板，包括一平坦部以及设置于该平坦部上的一凸出部，其中该凸出部与该平坦部为一体成形的；以及一涂层，设置于该基板上，顺应地覆盖该凸出部与该平坦部。
依据又一实施例，本发明提供了一种电子装置，包括：一第一基板；一第二基板，设置于该第一基板上；以及一液晶层、一触碰感测层或一光电转换组件，设置于该第一基板与该第二基板之间，其中该第二基板包括前述的该抗反射结构。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。
附图说明
图1-图4为一系列剖面示意图，显示了依据本发明的一实施例的一种抗反射结构的制造方法；
图5为一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一种抗反射结构；
图6为一剖面示意图，显示了依据本发明的又一实施例的一种抗反射结构；
图7为一剖面示意图，显示了依据本发明的一实施例的一种电子装置，其应用了如图4内所示的抗反射结构；
图8为一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一种电子装置，其应用了如图4内所示的抗反射结构；
图9为一剖面示意图，显示了依据本发明的又一实施例的一种电子装置，其应用了如图4内所示的抗反射结构；以及
图10为一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一种电子装置，其应用了如图4内所示的抗反射结构。
符号说明
100～基板
100’～基板
100a～平坦部
100b～凸出部
101a～第一凸出部
101b～第二凸出部
101c～第三凸出部
102～球体
104～蚀刻制作工艺
106～涂层
200、300、400、500～电子装置
210～第一基板
220～液晶层
230～彩色滤光层
240～第二基板
310～第一基板
320～液晶层
330～触控组件
340～彩色滤光层
350～第三基板
360～第二基板
380～空间
402～第二基板
404～透明导电层
406～p型非晶硅层
408～本征非晶硅层
410～n型非晶硅层
412～电极层
414～第一基板
450～光电转换组件
502～第一基板
504～触碰感测层
506～第二基板
D1～直径/宽度
D2～直径/宽度
D3～直径/宽度
H1～高度
H2～高度
H3～高度
具体实施方式
请参照图1-图4的一系列剖面示意图，以显示了依据本发明的一实施例的一种抗反射结构的制造方法。
请参照图1，首先提供一基板100，其可包括如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)等透光材料。接着采用LB涂布(Langmuir-Blodgettcoating，LBcoating)、LS涂布(Langmuir-Schaefercoating，LScoating)、浸沾式涂布(DipCoating)、自组装单层膜(self-assemblymonolayers,SAMs)等的方法，本发明方法不在此限，于基板100的表面上设置具有相同直径D1的数个球体102。如图1所示，此些球体102的直径D1可介于如200纳米-400纳米，且可包括如聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)、二氧化硅(SiO2)等材质，而形成于基板100上的此些球体102之间紧密地相邻，故于此些球体102之间并不具有任何间距。
接着，请参照图2，针对图1所示结构施行一蚀刻制作工艺104。蚀刻制作工艺104例如为等离子体蚀刻的一干蚀刻制作工艺，且蚀刻制作工艺104内所使用的蚀刻化学品(未显示)可视所采用的球体102的材质而调整。在一实施例中，当球体102的材质为聚苯乙烯时，蚀刻制作工艺104可为采用如氟甲烷(CHF3)或四氟化碳(CF4)的一蚀刻化学品。在蚀刻制作工艺104的施行过程中，蚀刻化学品除了可穿透此些球体102之间的缝隙而各向异性地蚀刻了位于球体102下方的基板100的数个部分外，也同时各向异性地蚀刻去除了球体102的部分。
请参照图3，在图2所示蚀刻制作工艺104之后，施行另一蚀刻制作工艺(未显示)，例如为一湿蚀刻制作工艺，以去除于蚀刻制作工艺104施行后残留基板100上的球体102的部分(未显示)并洁净基板100。在一实施例中，当球体102的材质为聚苯乙烯时，可采用如硫酸与双氧水等蚀刻化学品以去除残留基板100上的球体102的部分(未显示)并洁净基板100。
如图3所示，基板100于经历上述蚀刻制作工艺之后形成一基板100’，在其表面上便形成有一凸出部100b以及位于此些凸出部100b下方的一平坦部100a，其中凸出部100b包含多个第一凸出部101a，凸出部100b以及位于凸出部100b下方的平坦部100a由相同的透光材料所形成且为一体成型的。而此些第一凸出部101a可具有大体相似于球体102的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于球体102的直径D1介于195～400纳米的一宽度(也显示为D1)以及介于50～250纳米的一高度H1。值得注意的是，此些第一凸出部101a为紧密且相邻地排列，且此些第一凸出部101a之间并未形成有任何间距。
请参照图4，接着于如图3所示结构上形成一涂层106，其中此涂层106为一抗污层(anti-smudgelayer)。在一实施例中，涂层106可包括如全氟聚醚(Per-FluorinatedPolyEthers,PFPE)、氟烷、卤化烷等材质，且可采用如浸沾式涂布(DipCoating)、喷射涂布(SprayCoating)、蒸气法(Evaporation)的成膜方法而顺应地形成于图3所示的基板100’的凸出部100b与平坦部100a的露出表面之上。另外，涂层106可具有介于1纳米～100纳米的一厚度。
因此，如图1-图4所示，依据本案的一实施例的抗反射结构的制作便大体完成了。图4显示了依据本发明的一实施例的抗反射结构，其中形成于包括透光材质的基板100’上的相邻多个第一凸出部101a组成并形成了相似于一蛾眼结构(moth-eyestructure)的抗反射结构，因而可使其具有于可见光波段中的抑制反射光的光学表现，且其于可见光波长范围(400nm-800nm)内可具有不大于0.65％的反射率(reflectivity)的表现。
另外，在图4所示的抗反射结构中，通过涂层106的设置，其表面对于水与正己烷(n-hexane)等液体可分别表现出大于110°及大于55°的接触角(contactangle)表现，因而具有符合抗污与自洁等特性。
再者，由于图4显示的抗反射结构中，基板100’的凸出部100b与平坦部100a由相同材质所一体成型的，因此凸出部100b与平坦部100a之间的结合情形与机械特性极为良好，且优于由透光基板与形成于透光基板上的不同材质的抗反射涂层所组成的传统抗反射结构的机械特性，因而具有抗磨损及耐磨耗等特性。
请参照图5的一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一抗反射结构。而图5所示的抗反射结构由修改如图4所示抗反射结构所得到，且基于简化目的，在下文中仅解说图4-图5所示抗反射结构之间的差异处。
如图5所示，抗反射结构内的基板100’的平坦部100a上设置抗反射结构内的凸出部100b，其中凸出部100b包含多个第一凸出部101a以及多个第二凸出部101b，其中此些第二凸出部101b具有大于此些第一凸出部101a一高度H2与一宽度D2。而此些第二凸出部101b的制作于如图1-图4的制造方法中，采用混合有两种不同尺寸的数个球体102所达成，且此些球体102内包括数个介于195-400纳米的直径D1的第一种球体(未显示)，以及数个介于280-400纳米的直径D2的第二种球体(未显示)，并通过重复图2-图4的制造方法而得到图5所示的抗反射结构。此些第一凸出部101a可具有大体相似于第一种球体(未显示)的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于第一种球体(未显示)的介于195～400纳米的一宽度(也显示为D1)以及介于50～250纳米的一高度H1，而此些第二凸出部101b可具有大体相似于第二种球体(未显示)的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于第二种球体(未显示)的介于280～400纳米的一宽度(也显示为D2)以及介于50～250纳米的一高度H2。值得注意的是，此些第一凸出部101a与第二突出部101b为紧密且相邻地排列，且此些第一凸出部101a与第二突出部101b之间并未形成有任何间距。
在一实施例中，如图5所示该抗反射结构内所使用此些第一种球体数量占总量的0.1％～99％，以及此些第二种球体数量占总量的0.1％～99％，以使得所形成的抗反射结构内的此些第一凸出部101a占总面积比例的0.1％～99.9％，以及此些第二凸出部101b占总面积比例的0.1％～99.9％。
请参照图6的一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一抗反射结构。而图6所示的抗反射结构由修改如图4所示抗反射结构所得到，且基于简化目的，在下文中仅解说图4、图6所示抗反射结构之间的差异处。
如图6所示，抗反射结构内的基板100’的平坦部100a上设置抗反射结构的凸出部100b，其中凸出部100b包含多个第一凸出部101a、多个第二凸出部101b以及多个第三凸出部101c，其中此些第三凸出部101c具有大于此些第一凸出部101a与此些第二凸出部101b的高度H3与宽度D3，而此些第二凸出部101b具有大于此些第一凸出部101a的高度H2与宽度D2。此些凸出部101a-c的制作于如图1-图4的制造方法中，采用混合有三种不同尺寸的多个球体102所达成，其中此些球体102内包括数个介于195纳米-245纳米的直径D1的第一种球体(未显示)、数个介于280纳米-330纳米的直径D2的第二种球体(未显示)，以及数个介于350纳米-400纳米的直径D3的第三种球体(未显示)，并通过重复图2-图4的制造方法而得到图6所示的抗反射结构。此些第一凸出部101a可具有大体相似于第一种球体(未显示)的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于第一种球体(未显示)的介于195～245纳米的一宽度(也显示为D1)以及介于50～250纳米的一高度H1，而此些第二凸出部101b可具有大体相似于第二种球体(未显示)的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于第二种球体(未显示)的介于280～330纳米的一宽度(也显示为D2)以及介于50～250纳米的一高度H2，而此些第三凸出部101c可具有大体相似于第三种球体(未显示)的部分表面的半球状或类半球状的剖面轮廓，且具有相似于第三种球体(未显示)的介于350～400纳米的一宽度(也显示为D3)以及介于50～250纳米的一高度H3。值得注意的是，此些第一凸出部101a、第二突出部101b与第三突出部101c为紧密且相邻地排列，且此些第一凸出部101a、第二突出部101b与第三突出部101c之间并未形成有任何间距。在一实施例中，如图6所示抗反射结构内所使用的此些第一种球体数量占总量的60％～98％、此些第二种球体数量占总量的1％～20％，以及此些第三种球体数量占总量的1％～20％，以形成该抗反射结构的此些第一凸出部101a占总面积比例的60％～98％，此些第二凸出部101b占总面积比例的1％～20％，以及此些第三凸出部101c占总面积比例的1％～20％。
相似地，如图5-图6所示的抗反射结构亦具有如图4所示的抗反射结构的低反射率、抗污与自洁特性、以及优于形成于透光基板上且包括不同于透光基板的不同材质的抗反射涂层的传统抗反射结构的机械特性等表现。
请参照图7为一剖面示意图，显示了依据本发明的一实施例的一种电子装置200，其内应用了如图4内所示的抗反射结构。
如图7所示，此电子装置200适用于如显示装置的应用，其包括：一第一基板210；一第二基板240；设置于第一基板210与第二基板240之间的一液晶层220；以及设置于第二基板240的邻近于液晶层220的表面上的一彩色滤光层230。在本实施例中，第二基板240可为接触外界环境的一透光基板，且其可具有如图4所示的抗反射结构，用于使得此电子装置200亦具有如图4所示的抗反射结构的低反射率、抗污与自洁特性、以及优于形成于透光基板上且包括不同于透光基板的不同材质的抗反射涂层的传统抗反射结构的机械特性等表现。在此，基于简化目的，并不详细描述第二基板240内的构件，其实施情形如图4所示，而电子装置200内的其它构件的实施情形则可采用传统液晶显示装置的实施情形，故在此不再详述其实施情形。
图8为一剖面示意图，显示了依据本发明的另一实施例的一种电子装置300，其内应用了如图4内所示的抗反射结构。
如图8所示，此电子结构300适用于如触控型显示装置的应用，其包括：一第一基板310；一第二基板360；设置于第一基板310与第二基板360之间的一第三基板350；设置于第一基板310与第三基板350之间的一液晶层320；设置于第一基板310的邻近于液晶层320的表面上的数个触控组件330；以及设置于第三基板350的邻近于液晶层320的表面上的一彩色滤光层340。而于第二基板360与第三基板350之间的一空间380处则为空气(air)或光学胶所填入，用于分隔第二基板360与第三基板350。在本实施例中，第二基板360可为接触外界环境的一透光基板，且其可具有如图4所示的抗反射结构，用于使得电子装置300还具有如图4所示的抗反射结构的低反射率、抗污与自洁特性、以及优于形成于透光基板上且包括不同于透光基板的不同材质的抗反射涂层的传统抗反射结构的机械特性等表现。在此，基于简化目的，并不详细描述第三基板360内的其它构件，其实施情形可如图4所示，而电子装置300内的其它构件的实施情形则可采用传统触控型液晶显示装置的实施情形，故在此不再详述其实施情形。
图9为一剖面示意图，显示了依据本发明的又一实施例的一种电子装置400，其内应用了如图4内所示的抗反射结构。
如图9所示，此电子装置400适用于如太阳能电池装置的应用，其包括:一第一基板414；一第二基板402；设置于第一基板414上且位于第一基板414与第二基板402之间的一电极层412、一光电转换组件450与一透明导电层404。在一实施例中，光电转换组件450为包括依序堆栈设置于电极层412上一n型非晶硅层410、一本征(intrinsic)非晶硅层408与一p型非晶硅层406等构件。在本实施例中，第二基板402可为接触外界环境的一透光基板，且其具有如图4所示的抗反射结构，用于使得电子装置400也具有如图4所示的抗反射结构的低反射率、抗污与自洁特性、以及优于形成于透光基板上且包括不同于透光基板的不同材质的抗反射涂层的传统抗反射结构的机械特性等表现。在此，基于简化目的，并不详细描述第二基板402内的其它构件，其实施情形可如图4所示，电子装置400内的其它构件的实施情形则可采用传统太阳能电池装置的实施情形，故在此不再详述其实施情形。
图10为一剖面示意图，显示了依据本发明的又一实施例的一种电子装置500，其内应用了如图4内所示的抗反射结构。
如图10所示，此电子装置500适用于如触控模块的应用，其包括:一第一基板502；一第二基板506；设置于第一基板502上且位于第一基板502与第二基板506之间的一触碰感测(touchsensing)层504。在本实施例中，第二基板506可为接触外界环境的一透光基板，且其具有如图4所示的抗反射结构，用于使得电子装置500还具有如图4所示的抗反射结构的低反射率、抗污与自洁特性、以及优于形成于透光基板上且包括不同于透光基板的不同材质的抗反射涂层的传统抗反射结构的机械特性等表现。在此，基于简化目的，并不详细描述第二基板506内的其它构件，其实施情形可如图4所示，电子装置500内的其它构件的实施情形则可采用传统触控装置的实施情形，故在此不再详述其实施情形。
如图7-图10所示的电子装置200、300、400、500中所应用的抗反射结构并非以图4内所示的抗反射结构为限，于其它实施例中，其也可包括如图5-图6所示抗反射结构。
虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种抗反射结构，包括：
基板，具有平坦部以及设置于该平坦部上的凸出部，其中该凸出部与该平坦部为一体成形的；以及
涂层，设置于该基板上，并覆盖该凸出部与该平坦部。
2.如权利要求1所述的抗反射结构，其中该凸出部具有半球状或类半球状的剖面轮廓。
3.如权利要求2所述的抗反射结构，其中该凸出部包含多个第一凸出部，且该些第一凸出部具有相同的宽度与高度，该宽度约介于195～400纳米，而该高度约介于50～250纳米。
4.如权利要求2所述的抗反射结构，其中该凸出部包含至少两种相异的凸出部。
5.如权利要求4所述的抗反射结构，其中该凸出部包含多个第一凸出部以及多个第二凸出部，其中该些第一凸出部具有约介于195～400纳米的宽度及约介于50～250纳米的高度，该些第二凸出部具有约介于280～400纳米的宽度及介于50～250纳米的高度。
6.如权利要求4所述的抗反射结构，其中该些凸出部包含多个第一凸出部、多个第二凸出部以及多个第三凸出部，其中该些第一凸出部具有约介于195～245纳米的宽度及介于50～250纳米的高度，该些第二凸出部具有约介于280～330纳米的宽度及介于50～250纳米的高度，以及该些第三凸出部具有约介于350～400纳米的宽度及介于50～250纳米的高度。
7.如权利要求6所述的抗反射结构，其中该些第一凸出部占总面积比例的60％～98％，该些第二凸出部占总面积比例的1％～20％，以及该第三部分占总面积比例的1％～20％。
8.如权利要求1所述的抗反射结构，其中该基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺的材质。
9.如权利要求1所述的抗反射结构，其中该涂层包括全氟聚醚、氟烷或卤化烷的材质。
10.一种电子装置，包括：
第一基板；
第二基板，设置于该第一基板上；以及
液晶层、触碰感测层或光电转换组件，设置于该第一基板与该第二基板之间，其中该第二基板包括如权利要求1所述的该抗反射结构。
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